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MEMS传感器将发展方向如何?有何优势?

作者:扬兴晶振
日期:2018年12月20日 15:01
浏览量:2653

  物联网技术的发展推动了mems技术的广泛应用,同时,mems技术也为物联网的发展提供了良好的解决方案。今天咱们就分析下mems传感器的发展前景及优势。

  MEMS传感器有何特点?

  MEMS是指可批量制作的,将微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等集成于一块或多块芯片上的微型器件或系统。

  用MEMS工艺制造的传感器具有微型化、集成化、成本低、效能高、可大批量生产等特点。同时,MEMS传感器不仅能够感知被测参数,将其转换成方便度量的信号;而且能对所得到的信号进行分析、处理和识别、判断,因此形象地被称为智能传感器。

  1980年,第一个MEMS传感器推出,重量、湿度、加速度计、压力、麦克风等MEMS传感器不断出现,其种类繁多,一般分为MEMS物理传感器、化学传感器、生物传感器三大类。(相关阅读可以查看YXC扬兴官网《MEMS应用领域》)

  MEMS传感器有啥优势?

  因为传统的基于机电工艺制成的传感器和执行器在体积、价格和产能上不能适应工业、消费电子等领域的需求,MEMS开始发展起来。

  与传统的传感器相比,MEMS传感器在尺寸、性能、智能化等方面都具有明显的优势。例如,在陀螺仪及麦克风方面,MEMS技术的应用为之技术升级带来较大跨越。

  比较1:陀螺仪。传统的光纤陀螺仪,体积虽然越来越小,但对于放入一些电子产品而言是不可能完成的。而且为了保证性能,这样一个陀螺仪的产量之低和价格之高也是可想而知。

  而我们现在智能手机上采用的陀螺仪则是MEMS陀螺仪,例如上图。其体积小、功耗低、易于数字化和智能化,特别是成本低,易于批量生产,非常适合手机、汽车牵引控制系统、医疗器材这些需要大规模生产的设备。

  比较2:麦克风。传统麦克风的七八种机械配件可全部集成在一块很小的MEMS传感器芯片上。由上图可见,MEMS麦克风置于手机中,体积非常小,重量也比较轻。

  由于是芯片制造,一致性好、功耗低,更易于批量生产。MEMS传感器的出现满足特定产品小体积、高性能的要求。

  MEMS全产业链:

  MEMS整个产业链比较复杂,涉及的厂商众多。其产业链的上游负责MEMS器件设计、材料和生产设备供应,中游生产制造出MEMS器件,下游使用MEMS器件来制造终端电子产品。

  我国的设计、制造、封装测试厂商也早已开始积极布局,已形成完整的MEMS产业链。其设计产业主要分布在环渤海和长三角地区。制造线主要集中在北京、上海、无锡、杭州、苏州、淄博等城市。

  MEMS传感器发展趋势

  此前,智能手机、可穿戴设备等智能硬件快速更新,功能越多而体积越小。这就对器件的尺寸要求极高,推动MEMS传感器向集成化、小型化、智能化、低功耗方向发展。随着应用的不断深入,MEMS的发展也有了新的趋势。

  近日,意法半导体传感产品部总监Simone Ferri看好汽车MEMS传感器将在半导体市场成为下一波浪潮,他表示,预估今年MEMS业务成长8%,有消费类、工业与汽车三大应用,其中有50%以上是消费类应用,其余则为工业与汽车。

  因为智能手机、移动网络、社群媒体等造就了MEMS的第一波浪潮,接下来则进入“工业4.0”及自动驾驶的时代,将带来MEMS下一波浪潮。

  就三大应用而言,Simone Ferri最看好汽车MEMS传感器市场,预计汽车应用会有爆发性成长,例如ADAS、车钥匙、车用水平调整等,都是传感需求扩大的实例。

  我国MEMS传感器走向何方?

  目前,我国MEMS产业仍然处于起步阶段,在精度和敏感度等性能指标上与国外存在较大差距,应用范围也多局限于传统领域。中高档传感器产品几乎100%从国外进口,90%的芯片仍然依赖国外。

  由于我国MEMS产业起步较晚,我国的MEMS传感器产品多处于技术相对成熟、市场格局相对稳定的传统MEMS应用领域,而新兴领域的MEMS产品在测量精度、温度特性、响应时间、稳定性、可靠性等方面与国外差距较大,尚未形成具有市场竞争力、较为完善的产品系列,产品结构略显单薄。

  mems技术的发展满足了物联网发展对于更紧密、迷你传感器的需求。在未来的市场中,mems可编程晶振、mems传感器都将是市场的主流。

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